QSFP-DD Potrebbe essere il fattore di forma principale di 400G ricetrasmettitori ottici

Data: 2019-02-19 Autore: Gigalight 18320 tag: QSFP-DD , OSFP , CFP8 , 400G

È ora di entrare nel 2019, quando 400G è diventato un tema caldo nel settore delle comunicazioni ottiche, i principali produttori mondiali di ricetrasmettitori ottici hanno lanciato il proprio 400G moduli ottici. Quando elenchiamo i fattori di forma di questi produttori 400G moduli ottici (come mostrato nella figura sotto), abbiamo riscontrato che tutti i produttori tranne il Finisar (acquisito da II-VI) hanno adottato il QSFP-DD fattore di forma - il mercato sembra aver riconosciuto QSFP-DD come prima scelta per i fattori di forma di 400G moduli ottici, sebbene alcuni produttori abbiano anche introdotto 400G moduli ottici con OSFP e CFP8 fattori di forma.

400G Fattori di forma dei produttori di ricetrasmettitori ottici tradizionali

400G Fattori di forma dei produttori di ricetrasmettitori ottici tradizionali

Suggerimenti: QSFP-DD è un fattore di forma del modulo innestabile ad alta velocità definito da QSFP-DD MSA gruppo.

"The QSFP-DD MSA group ha definito il form factor del modulo innestabile ad alta densità e alta velocità di prossima generazione che risponde alle esigenze del settore di soluzioni di rete ad alta densità e ad alta velocità in un fattore di forma compatibile con le versioni precedenti. Il QSFP-DD Le specifiche sono state sviluppate e perfezionate da molte aziende all'interno di QSFP-DD MSA gruppo e rilasciato al pubblico ".

Perché i produttori tradizionali scelgono il QSFP-DD Fattore di forma? Questo significa che il futuro 400G i moduli ottici saranno basati su QSFP-DD? Per chiarire questi problemi, esaminiamo prima la storia di QSFP-DD.

La storia di QSFP-DD Fattore di forma

  • 21 Marzo 2016 - Il QSFP-DD MSA ha annunciato un piano per sviluppare interfacce collegabili a fattore di forma ridotto quadrupla ad alta velocità e doppia densità.
  • 19 settembre 2016 - Il QSFP-DD MSA group ha annunciato il rilascio di specifiche hardware preliminari, compresi i disegni, per il nuovo QSFP-DD Fattore di forma.
  • 13 Marzo 2017 - Il QSFP-DD MSA gruppo ha rilasciato un specifica per il nuovo QSFP-DD Fattore di forma.
  • 19 settembre 2017 - Il QSFP-DD MSA gruppo ha rilasciato un aggiornamento 3.0 Specifiche hardware per il nuovo QSFP-DD Fattore di forma.
  • 13 Marzo 2018 - Il QSFP-DD MSA gruppo rilasciato QSFP-DD carta bianca termica per affrontare come le prestazioni termiche del QSFP-DD il modulo viene valutato per l'uso in un ambiente di data center ad alte prestazioni.
  • 30 Agosto 2018 - Il QSFP-DD MSA gruppo ha annunciato il successo del loro festival plug meccanico.
  • 18 settembre 2018 - Il QSFP-DD MSA gruppo ha annunciato il rilascio di un aggiornamento 4.0 Specifiche hardware per QSFP-DD Fattore di forma. A questo punto, il QSFP-DD MSA è relativamente completo e il QSFP-DD in questo periodo sono elencate anche le ottiche dei principali produttori di ricetrasmettitori ottici. Per esempio, Gigalight, leader mondiale nella progettazione di interconnessioni ottiche, ha introdotto soluzioni di interconnessione ottica 200G per data center su larga scala da 100G a 400G - 200G QSFP-DD SR8 e 200G QSFP-DD AOC.

In sintesi, dall'inizio del 2016 alla fine del 2018, la nascita di QSFP-DD è maturato da quasi tre anni. Durante questo periodo, i membri del QSFP-DD MSA sono passati anche dai 13 promotori originari agli attuali 14 promotori (3 società sono state acquisite, quindi ne sono rimaste solo 11) e 52 collaboratori.

I cambiamenti nei promotori del QSFP-DD MSA il gruppo in questo periodo verificò anche un vecchio detto: l'eroe della situazione - II-VI acquisì il vecchio produttore di ricetrasmettitori ottici Finisar; Broadcom ha acquisito Brocade; Lumentum ha acquisito Oclaro; Cisco ha inoltre recentemente completato l'acquisizione di Luxtera. Dopo tante acquisizioni, diamo un'occhiata alle grandi aziende rimaste. Esistono fornitori di chip come Broadcom (Avago usa Broadcom come nome del marchio dopo l'acquisizione di Broadcom), fornitori di apparecchiature come Cisco e Huawei, fornitori di dispositivi come Lumentum, produttori di ricetrasmettitori ottici come Foxconn Interconnect Technology, produttori di accessori come Molex e TE Connectivity e così via, coprendo l'intero settore delle comunicazioni.

Perché così tante grandi aziende lavorano insieme per promuovere QSFP-DD? Troviamo ora insieme le ragioni.

why QSFP-DD?

Un fattore di forma di successo deve supportare l'intero set di tipi di media e ricetrasmettitori prevalenti nel settore delle reti. Per i media questo include cavi passivi in ​​rame ad attacco diretto (DAC), fibre multimodali (MMF) e fibre monomodali (SMF). Per ricetrasmettitori e gruppi di cavi ottici attivi o in rame, questo include quelli definiti da Ethernet, Fibre Channel e InfiniBand per 100 Gb/s, 200 Gb/s e 400 Gb/s. Inoltre, la densità dei porti non deve essere compromessa da quella della pratica corrente. Inoltre, la retrocompatibilità con il popolare QSFP fattore di forma è essenziale per l'adozione da parte del settore.

QSFP-DD, Quad Small Form-factor Pluggable Double-Density, è un nuovo sistema di modulo e gabbia / connettore simile all'attuale QSFP, ma con una fila aggiuntiva di contatti che fornisce un'interfaccia elettrica a otto corsie. Il termine "Double-Density" si riferisce al raddoppio del numero di interfacce elettriche ad alta velocità che il modulo supporta rispetto alle normali QSFP28 modulo. La specifica del connettore è pronta per il nuovo formato di modulazione elettrica PAM4 che supporta 50Gb/s che fornisce un altro raddoppio della velocità risultante è un aumento di 4x nella velocità della porta per il QSFP-DD rispetto al QSFP28 modulo.

QSFP-DD

Il diagramma di QSFP-DD Modulo e interfaccia host

Successivamente, analizzeremo le caratteristiche di QSFP-DD uno per uno.

Le caratteristiche e i vantaggi di QSFP-DD Fattore di forma

QSFP-DD si espande su QSFP fattore di forma inseribile, un'interfaccia elettrica a quattro corsie ampiamente adottata.

QSFP-DD è con gabbia / connettore integrati impilati 2x1. A causa delle esigenze del settore, la maggior parte dei fattori di forma collegabili alla fine vede sviluppato un sistema di connettori a gabbia impilati a due altezze in aggiunta a un sistema di connettori a gabbia a una altezza. Spesso il sistema one-high è incluso nell'iniziale MSA specifica e il doppio è lasciato ai singoli fornitori indipendenti. Per servire meglio l'industria, il QSFP-DD MSA Il gruppo ha scelto di sviluppare contemporaneamente sia i sistemi di connettori a gabbia a uno che a due.

Il connettore SMT e la gabbia 1xN, le ottimizzazioni del design della gabbia e le ottimizzazioni del case del modulo consentono il supporto termico di almeno 12 W per modulo. Il QSFP-DD La specifica definisce le classi di potenza fino a 14 W e una classe> 14 W. Grazie alle innovative tecniche di gestione termica utilizzate nei progetti di moduli e gabbie, QSFP-DD i moduli supportano livelli di potenza di almeno 12 W in una tipica progettazione di sistema. La vasta conoscenza ed esperienza della progettazione di sistemi con QSFP i fattori di forma della famiglia consentono soluzioni di sistemi innovativi che potrebbero estendersi oltre tale gamma. Le funzioni di gestione termica necessarie per le classi di consumo energetico più elevato sono state ridotte per le classi di potenza inferiori per evitare costi inutili.

QSFP-DD interfacce elettriche impiega otto corsie che operano fino a 25Gb/s Modulazione NRZ o 50Gb/s Modulazione PAM4, fornendo soluzioni fino a 200Gb/s or 400Gb / s aggregato. QSFP-DD può abilitare una larghezza di banda aggregata fino a 14.4 TB / s in un singolo slot dello switch. Quadruplicando la larghezza di banda aggregata dello switch mantenendo la densità delle porte, QSFP-DD può supportare la crescita continua della domanda di larghezza di banda di rete e del traffico del data center.

Prima dell'emergere di QSFP-DD, le interfacce più popolari nel settore delle reti consistevano in un singolo (SFP/SFP+) o quad corsie (QSFP+/QSFP28). Tuttavia, per soddisfare la domanda prevista di larghezza di banda dati o capacità di canale, vengono definite interfacce a otto corsie in luoghi come Ethernet. I fattori di forma attualmente disponibili che supportano le interfacce a otto corsie non hanno tutte le caratteristiche desiderate o la densità necessarie per supportare i sistemi di prossima generazione che prevedono di implementare queste interfacce a velocità più elevata. Quindi, il QSFP-DD MSA gruppo esteso e definito QSFP-DD basata su QSFP (QSFP+/QSFP28).

QSFP-DD vs. QSFP (QSFP+, QSFP28 e QSFP56)

Il nuovo QSFP-DD l'interfaccia si espande su QSFP fattore di forma innestabile, un'interfaccia elettrica a quattro corsie ampiamente adottata utilizzata su switch Ethernet che consente l'interconnessione tra switch o server. QSFPLe quattro corsie elettriche operano a 10Gb/s o 25Gb/s, fornendo soluzioni per 40Gb/s o 100Gb/s aggregato. Il nuovo QSFP-DD Le interfacce elettriche del fattore di forma collegabile impiegano otto corsie che operano fino a 25Gb/s Modulazione NRZ o 50Gb/s Modulazione PAM4, fornendo soluzioni fino a 200Gb/s or 400Gb / s aggregato. Ciò può consentire una larghezza di banda aggregata fino a 14.4 TB / s in un singolo slot dello switch e affrontare la rapida crescita del traffico del data center.

Sistemi progettati con QSFP-DD i moduli sono retrocompatibili, consentendo loro di supportare file esistenti QSFP moduli e fornire flessibilità agli utenti finali e ai progettisti di sistemi. La retrocompatibilità è di fondamentale importanza per il settore. Poiché gli ASIC sono progettati per supportare più velocità di interfaccia, è di fondamentale importanza che il sistema possa trarne vantaggio. Gli utenti finali possono sfruttare i più recenti prodotti di sistema e ASIC con costi di porta inferiori e possono collegare un'ampia gamma di prodotti attualmente disponibili QSFP moduli per supportare i media desiderati e raggiungere senza la necessità di avere prodotti di sistema separati. Ciò riduce notevolmente i rischi associati all'implementazione di nuove apparecchiature. I progettisti di sistemi possono creare prodotti comuni che supportano più varianti collegabili sfruttando tecnologie e progetti noti. I progettisti di moduli non hanno bisogno di portare i loro progetti a bassa velocità in nuovi fattori di forma non compatibili con le versioni precedenti, riducendo i costi complessivi. L'economia di scala ottenuta grazie alla retrocompatibilità lo rende altamente desiderabile.

Le densità delle porte del sistema sono identiche tra QSFP-DD e QSFP28 specifiche del modulo. Tuttavia, poiché ciascuno QSFP-DD il porto può ospitare 8 corsie invece di 4, QSFP-DD raddoppia il numero di porte ASIC che supporta per le interfacce esistenti come CAUI-4.

L'interfaccia meccanica per QSFP-DD sulla scheda host è leggermente più profondo rispetto a QSFP28 per accogliere la fila aggiuntiva di contatti. L'altezza e la larghezza sono identiche a QSFP fattore di forma che consente ai progettisti di sistema di ottenere densità identiche per il numero di porte di sistema QSFP28 or QSFP-DD progetti basati. Puoi collegare qualsiasi corrente QSFP or QSFP28 modulo nel file QSFP-DD 1x1 o 2x1 combinazioni gabbia / connettore.

In sintesi, QSFP-DD è un po 'più lungo di QSFP+/QSFP28 ma la densità delle porte è la stessa e la larghezza di banda è aumentata a 10 volte o 4 volte di quest'ultima, ed è retrocompatibile, il che significa che i clienti possono saltare il QSFP sistema e distribuisce direttamente il QSFP-DD sistema, che riduce notevolmente i costi delle apparecchiature.

All'inizio di questo articolo, abbiamo menzionato che anche alcuni produttori di ricetrasmettitori ottici hanno introdotto 400G moduli ottici con OSFP e CFP8 fattori di forma. Facciamo un confronto QSFP-DD e OSFP, QSFP-DD e CFP8 per vedere come differiscono.

QSFP-DD vs. OSFP vs. CFP8

QSFP-DD vs. OSFP vs. CFP8

QSFP-DD vs. OSFP

Per prima cosa diamo un'occhiata OSFP primo. Non molto tempo fa (16 gennaio 2019), OSFP MSA rilasciata la versione 2.0. Secondo la sua descrizione, il OSFP è un nuovo fattore di forma collegabile con otto corsie elettriche ad alta velocità che inizialmente supporterà 400Gb / s (8x50G). È leggermente più largo e più profondo del QSFP ma supporta ancora 36 OSFP porte per pannello frontale 1U, abilitando 14.4 TB / s per 1U.

Suggerimenti: Nell'ultima versione di OSFP MSA, OSFP supporta già 800Gb/s, che potrebbe essere il motivo OSFP è anche uno dei più popolari 400G fattori di forma.

  • Taglia - Secondo la precedente introduzione, OSFP sembra avere poca differenza da QSFP-DD, solo "leggermente più largo e più lungo" di QSFP-DD. Tuttavia, dopo aver confrontato i valori delle loro dimensioni specifiche, abbiamo scoperto che la differenza non è solo minima. La larghezza, la lunghezza e lo spessore di QSFP-DD sono 18.35 mm, 89.4 mm e 8.5 mm, mentre quelli di OSFP sono 22.58 mm, 107.8 mm e 13.0 mm. Se il modulo viene calcolato approssimativamente come un parallelepipedo, il volume di OSFP potrebbe essere più del doppio di QSFP-DD, ed è ovvio che il primo è molto più grande.
  • Capacità termica e consumo di energia - Il QSFP-DD è di dimensioni inferiori, quindi la sua capacità termica è di soli 7-12 watt. Mentre il OSFP è di dimensioni maggiori, la sua capacità termica può raggiungere i 12-15 watt. Maggiore è la capacità termica, maggiore è il consumo di energia che il modulo ottico può sopportare. Tuttavia, con il progresso della tecnologia, alcuni produttori leader del settore sono stati in grado di ridurre il consumo energetico dei moduli ottici ben al di sotto del limite superiore della capacità termica specificato da MSA, quindi la maggiore capacità termica non sembra essere un vero vantaggio in futuro. Coerentemente con la capacità termica, OSFPIl consumo di energia di è generalmente superiore a QSFP-DD. Tuttavia, come tutti sappiamo, minore è il consumo energetico, meglio è. In qualità di leader mondiale nella progettazione di interconnessioni ottiche, Gigalight focalizzare sempre il basso consumo energetico come uno degli obiettivi principali dei ricetrasmettitori ottici. Ad esempio, il Gigalight 100G QSFP28 Il ricetrasmettitore ottico SR4 è stato ottimizzato per ridurre il consumo energetico a meno di 2.5 watt, che è quasi il 30% inferiore ai 3.5 watt del settore. Il Gigalight 200G /400G i moduli ottici hanno anche il vantaggio di un basso consumo energetico nel settore.
  • Compatibilità con il passato - OSFP è compatibile con le versioni precedenti QSFP+/QSFP28 as QSFP-DD, ma richiede un file aggiuntivo OSFP a QSFP adattatore. Dal momento che il OSFP è leggermente più largo e profondo del QSFP, è possibile costruire un adattatore che supporti 100G esistenti QSFP moduli ottici (QSFP28) in un OSFP gabbia.
  • Larghezza di banda - QSFP-DD attualmente supporta solo fino a 400Gb / s, ma OSFP può supportare fino a 800Gb/s. Considerando la scalabilità, OSFP è leggermente meglio di QSFP-DD. Ma 800Gb/s è troppo presto, e quando 800Gb/s inizia a distribuire, potrebbero esserci opzioni migliori.

In sintesi, QSFP-DD è utilizzato principalmente per applicare 400G reti attualmente in fase di implementazione (e 200G su 100G a 400G), mentre OSFP è più probabile che sia preparato per le future reti 800G. Pertanto, combinato con lo status quo, QSFP-DD è più adatto come fattore di forma di 400G ricetrasmettitori ottici.

QSFP-DD vs. CFP8

Lo CFP serie iniziata da CFP, è andato a CFP2, poi a CFP4e infine a CFP8, che è anche una serie di fattori di forma consolidata. Rispetto al QSFP serie, il CFP la serie sembra essere stata meno popolare, per ovvi motivi: grandi dimensioni e alto consumo energetico. Le prime due società che hanno promosso lo sviluppo di CFP MSA (Finisar e Oclaro) sono stati acquisiti e ci sembra di sentire la fine CFP.

Diamo un'occhiata a CFP8. il CFP8 specifiche hardware è stato ufficialmente rilasciato da CFP MSA il 17 marzo 2017, nello stesso periodo della versione 2.0 del QSFP-DD MSA è stato rilasciato. Confrontando i due fattori di forma, sembra che abbiamo previsto il calo di CFP8.

  • Taglia - La dimensione di CFP8 (41.5 mm * 107.5 mm * 9.5 mm) è significativamente più grande di QSFP-DDe il volume è più di tre volte quello di QSFP-DD, anche più del 30% più grande di quello di OSFP. Dal momento che il CFP I moduli ottici della serie sono stati posizionati per applicazioni di telecomunicazione e i requisiti di densità delle porte non sono così elevati come nel data center, quindi le dimensioni sono accettabili. Tuttavia, con il progresso della tecnologia, il QSFP anche i moduli ottici della serie stanno iniziando ad essere adatti per applicazioni di telecomunicazione e il consumo energetico di QSFP moduli ottici della serie è molto inferiore a quella di CFP moduli ottici serie. Pertanto, la posizione dominante di CFP è in gioco la serie di moduli ottici nelle applicazioni di telecomunicazione.
  • Capacità termica e consumo di energia - La capacità termica e il consumo di energia di CFP8 è molto più alto di QSFP-DD. L'introduzione della capacità termica e del consumo energetico è stata introdotta nel precedente QSFP-DD vs. OSFPe la verità è la stessa.
  • Compatibilità con il passato - Non vi è alcuna menzione di compatibilità con le versioni precedenti nelle specifiche hardware di CFP8 (infatti, l'intero CFP serie non sembra essere compatibile con le versioni precedenti). Per CFP e CFP2 moduli ottici della serie, il CFP a QSFP28 adattatore e CFP2 a QSFP28 adattatore sono disponibili da molto tempo, il che indica che alcuni utenti sono passati a QSFP28 moduli ottici.
  • Larghezza di banda: la larghezza di banda massima di CFP8 e QSFP-DD is 400Gb / s, ma CFP8 supporta solo 400Gb / s (16x25G o 8x50G), mentre QSFP-DD supporta entrambi i 200Gb/s (8x25G) e 400Gb / s (8x50G).

In sintesi, QSFP-DD sembra essere una scelta migliore di CFP8, indipendentemente da qualsiasi aspetto.

Conclusione

Analizzando le caratteristiche di QSFP-DD e confrontandolo con altri 400G fattori di forma del modulo ottico, lo abbiamo scoperto QSFP-DD ha vantaggi ineguagliabili in 400G applicazioni come le interconnessioni dei data center. Si prevede che quando inizierà l'implementazione dei principali data center iperscalabili al mondo 400G, QSFP-DD diventerà il fattore di forma principale di 400G moduli ottici.

Chi Siamo GIGALIGHT

GIGALIGHT è un innovatore globale di design di interconnessione ottica che progetta, produce e fornisce ricetrasmettitori ottici, cavi ottici attivi e moduli ottici coerenti per rete di data center, rete wireless 5G, rete di trasmissione ottica e rete di trasmissione video. L'azienda sfrutta i vantaggi del design esclusivo per fornire ai clienti dispositivi di rete ottici one-stop economici.